关于恒星形成的长期问题迎来新证据
大约一半与太阳相似的恒星都并非孤身存在。许多恒星存在于双星甚至更复杂的多星系统中，这使得太阳系那颗孤立的中心恒星，并不像人们通常想象的那样典型。天文学界一个经久不衰的问题是，这些紧密的恒星伴侣究竟最初是如何形成的。根据所提供来源文本，一篇新的预印本提出，主导机制可能是盘碎裂。
据来源文本所述，这项由伊利诺伊大学研究生 Ryan Sponzilli 领导的研究分析了51个婴儿双星系统，并发现有力证据支持这一解释，而不是与之竞争的“湍流碎裂后向内迁移”模型。如果这一结论成立，它将进一步明确该领域关于恒星及其伴星如何从恒星育婴室中诞生的关键争论之一。
两种相互竞争的形成故事
这两种理论在顺序和预期几何结构上都不同。在盘碎裂情景中，一颗新生恒星周围的巨大气体和尘埃盘变得不稳定并破裂，最终凝聚成另一颗附近的恒星。由于两颗恒星都源自同一个旋转结构，它们的自转方向应当一致。
另一种图景则更早开始，也更混乱。在湍流碎裂后向内迁移的过程中，云团中的湍流会产生两个相距很远的团块，各自形成一颗恒星。随后，重力相互作用会随着时间推移将这些恒星拉向内侧，直到它们最终成为一对紧密双星。由于它们是在彼此分离且无序的条件下形成的，它们的自转和轨道方向不应以任何一致方式对齐。
这一关于对齐方式的预测差异，为天文学家检验模型提供了方法。如果年轻双星往往表现出同步的取向，盘碎裂就更有支持；如果它们的轴线看起来是随机的，湍流情景就更有可能。
研究团队如何检验这一想法
直接测量非常年轻恒星的自转很困难，因为它们仍被气体和尘埃包裹。研究人员于是采用了一个替代指标：从恒星两极喷出的气体流。根据所提供来源文本，团队依赖阿塔卡马大型毫米波阵列的数据，该阵列追踪了这些外流中的一氧化碳。
这些喷流为系统角动量提供了一个实用替代量。如果双星中两颗恒星的外流彼此平行，并且其朝向与共享自转一致，就意味着这对恒星可能来自同一个旋转盘。如果喷流指向不一致，这个系统就更像是由彼此分离、湍动的起源所塑造。
报告结果明显倾向于第一种解释。研究人员在51对双星中找到了42个外流，分布于38个系统。根据统计模拟，来源文本称，数据强烈支持盘碎裂。
为何这很重要
这个问题并不是一场狭窄的技术争论。双星系统的形成方式会影响天文学家对恒星形成更广泛过程的理解，包括星盘演化、角动量传输，以及行星后来形成的环境。如果紧密双星经常来自盘碎裂，那么大质量的恒星周盘所做的就不只是给一颗中心恒星供料。在适当条件下，它们可能直接制造出恒星伴侣。
这会影响某些系统结构应当有多常见，也会影响哪些类型的星盘更可能存活足够久，从而形成行星。一个近邻伴星会强烈重塑周围物质，改变行星可能形成的位置，以及稳定行星系统是否能够持续存在。从这个意义上说，理解双星形成，也是理解我们自己的太阳历史是普通还是独特的一部分。
这一结果也强化了现代天文学中的一个更广泛主题：几何很重要。许多曾经看似抽象的天体物理争论，如今正通过对取向、运动和结构的精细测量来推进。在这里，对齐不仅仅是一种描述性特征。它还是能够区分不同物理历史的证据。
谨慎与意义
和许多新兴天文学结果一样，仍需要保持一定谨慎。该论文目前以预印本形式发布，这意味着它尚未完成同行评审。来源材料并未声称这一问题已经完全解决，只是说来自这组样本的证据强烈支持其中一种理论胜过另一种。
尽管如此，这项研究仍然突出，因为它把一场长期争论建立在一个有意义样本的可观测后果之上，而这些样本都是非常年轻的系统。研究团队不是只从难以重建早期历史的成熟双星反推形成路径，而是直接观察更接近形成过程本身的婴儿系统。这也是这一结果具有说服力的原因之一。
它对太阳意味着什么
这项研究也让太阳系的历史更加清晰。如果一半与太阳相似的恒星都带有伴星，而盘碎裂又是形成紧密双星的常见路径，那么太阳的孤立反而更值得注意，而不是更平常。在一个伴侣关系经常内嵌于恒星诞生的宇宙里，孤星可能需要它们自己的一套解释，或者至少需要不同的初始条件。
这并不意味着太阳在任何宏大的哲学意义上是特殊的，但它确实提醒我们，把恒星视为单独天体的基准图景是不完整的。在许多情况下，恒星似乎是在关系中诞生的。这篇预印本强化了这样一种论点：这些关系往往不是后来由相距遥远的碎片缓慢聚拢而成，而是从一个不稳定的星盘分裂出两个未来开始。
如果后续研究证实这一发现，盘碎裂将更接近天文学家解释紧密双星形成的核心。这将是该领域中的一个重要转变，因为恒星生命最初的时刻仍是最难重建、却也是决定后续一切最重要的部分之一。
本文基于 Universe Today 的报道。阅读原文。
Originally published on universetoday.com